다채널 충격반향법을 활용한 철도 콘크리트 궤도 슬래브 TCL/HSB 층분리 평가

초록

이 연구의 주요 목적은 고속철도 콘크리트 궤도 슬래브의 TCL과 HSB 사이 층분리를 평가하기 위한 비파괴 검사법으로 다채널 충격반향법(다채널IE)의 활용가능성을 실험적으로 확인하는 것이다. 이를 위하여 크기와 깊이가 다른 6개의 층분리 결함을 매입한 콘크리트 슬래브 실험체(1500mm×1500mm×300mm, 폭×길이×두께) 두 개를 실험실에서 제작하였다. 다채널IE 측정장치를 활용하여 다양한 크기와 깊이를 갖는 콘크리트 내부 층분리 결함에 따라 콘크리트의 동적특성 변화를 관찰하였다. 이를 통하여 콘크리트 내부 층분리 결함 평가를 위한 다채널IE의 신호분석 방법을 제안하였다. 한편 다채널IE 측정법은 고속철도 궤도/노반 Mock-up 실험체(실물실험체)에 적용하였다. 실물실험체는 일부 구간의 HSB상부에 스티로폼으로 제작된 인공결함을 삽입하여, TCL과 HSB 사이에 층분리 결함이 생기도록 시공하였다. 다채널IE 시험결과, 건전구간에서 탁월주파수 값은 평균 3360Hz, 표준편차 148 Hz의 정규분포를 따르며, 변동계수 4.4%로 매우 일관적인 신호특성을 관찰하였다. 반면에 층분리 영역에서 탁월주파수 값은 2000Hz에서 3000Hz사이의 값으로, 건전구간에서 얻은 주파수값보다 작은 값을 보였다. 통계분석을 통하여 두 영역에서 관측된 주파수 차이가 두 구간을 구분하는데 충분한 의미를 갖는 것을 확인하였다.

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